Это была темнота: Ученые поняли, что убило динозавров

Годы после удара астероида, который уничтожил нептичьих динозавров, были в буквальном смысле темными временами. Новое исследование показало, что сажа от бушующих лесных пожаров заполнила небо и заблокировала солнце, напрямую способствуя последующей волне вымирания.

После столкновения с астероидом, около 66 миллионов лет назад, катаклизм мгновенно уничтожил многие формы жизни. Но удар также вызвал изменения в окружающей среде, приведшие к массовым вымираниям, которые со временем увеличились. Одним из таких спусковых механизмов, возможно, были плотные облака пепла и частиц, которые изверглись в атмосферу и распространились по планете, которые окутали части Земли тьмой, которая могла сохраняться до двух лет.

В течение этого времени фотосинтез не прошел бы, что привело бы к коллапсу экосистемы. И даже после возвращения солнечного света это снижение могло продолжаться еще несколько десятилетий, согласно исследованию, представленному 16 декабря на ежегодном собрании Американского геофизического союза (AGU), проходившем в Новом Орлеане и в Интернете.

Меловой период (145 миллионов до 66 миллионов лет назад) закончилась взрывом, когда астероид со скоростью приблизительно 43000 км/ч врезался в Землю. Его диаметр составлял около 12 километров, и он оставил после себя шрам, известный как кратер Чиксулуб, который находится под водой в Мексиканском заливе недалеко от полуострова Юкатан и охватывает не менее 150 км в диаметре. Удар в конечном итоге уничтожил по крайней мере 75% жизни на Земле, включая всех нептичьих динозавров (линия, по которой произошли современные птицы, является единственной ветвью генеалогического древа динозавров, которая пережила вымирание).

Облака из измельченной горной породы и серной кислоты в результате крушения могли затемнить небо, снизить глобальную температуру, вызвать кислотные дожди и спровоцировать лесные пожары. Ученые впервые предложили постастероидный "сценарий ядерной зимы" в 1980-х годах; эта гипотеза предполагала, что темнота сыграла роль в массовых вымираниях после воздействия мелового периода, сказал Питер Рупнарин, куратор геологии в Департаменте зоологии и геологии беспозвоночных в Калифорнийской академии наук и докладчик на заседании AGU.

Однако только в последнее десятилетие или около того исследователи разработали модели, показывающие, как эта тьма могла повлиять на жизнь.

"Сейчас распространено мнение, что глобальные лесные пожары были бы основным источником мелкой сажи, которая могла бы подняться в верхние слои атмосферы", - сказал Рупнарин. "Концентрация сажи в течение первых нескольких дней или недель пожаров была бы достаточно высокой, чтобы уменьшить количество поступающего солнечного света до уровня, достаточно низкого для предотвращения фотосинтеза".

Для исследования, представленного на конференции AGU, ученые смоделировали эффекты длительной темноты, реконструировав экологические сообщества, которые существовали бы во время удара астероида. Они использовали 300 видов, известных из формации Хелл-Крик, богатой ископаемыми останками из сланца и песчаника, которая относится ко второй части мелового периода и простирается на части Монтаны, Северной Дакоты, Южной Дакоты и Вайоминга.

"Мы сосредоточились на этом регионе, потому что летопись окаменелостей хорошо отобрана и хорошо изучена с экологической точки зрения, поэтому мы могли надежно реконструировать палеосообщество", - сказал Рупнарин.

Затем они создали моделирование, в ходе которых их сообщества подвергались периодам темноты продолжительностью от 100 до 700 дней, чтобы увидеть, какие интервалы приведут к скорости вымирания позвоночных, сохранившейся в летописи окаменелостей - около 73%, согласно презентации. Рупнарин сказал в электронном письме, что наступление темноты после удара должно было быть быстрым, достигнув максимума всего за несколько недель.

Исследователи обнаружили, что экосистемы могут восстановиться после периода темноты, который длился до 150 дней. Но через 200 дней это же сообщество достигло критической точки, когда "некоторые виды вымерли, а модели доминирования изменились", - сообщили ученые. В симуляциях, где темнота длилась максимальную продолжительность, вымирания резко возросли. В течение периода темноты от 650 до 700 дней уровни вымирания достигли от 65% до 81%, что позволяет предположить, что сообщества Адского ручья пережили около двух лет темноты, согласно моделям.

"Условия варьировались по всему миру из-за атмосферного потока и колебаний температуры, но мы подсчитали, что темнота могла сохраняться в районе Адского ручья до двух лет", - сказал Рупнарин, добавив, что эти результаты являются предварительными.

Как только экосистема достигает этого переломного момента, она может в конечном итоге восстановиться с новым распределением видов; однако, как выяснили исследователи, этот процесс занял бы десятилетия. Ученые сообщили на конференции, что длительная стимуляция сообществ Адского ручья, которые погасли на 700 дней, показали, что после того, как тьма рассеялась, потребовалось 40 лет, чтобы условия в экосистеме начали восстанавливаться.